ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΛΕΥΚΩΝ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΩΝ

ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΑΝΟΣΟΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ-TRANSLATION

ΑΣΚΗΣΗ ΜΕ ΠΟΛΥΣΩΜΑ

Δίνεται  ένα τμήμα  mRNA πολυσώματος  , που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση του τελευταίου τμήματος  της Ινσουλίνης :

3΄AAAAAAUGCAAUCAAUGUUAUCAAAAGAUUAAC…5΄

Αν το τελευταίο tRNA που προσδένεται στο mRNA είναι το  3΄…UUG…5΄   να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα :

α) Ποιο είναι το τμήμα του πεπτιδίου που κωδικοποιείται από το κομμάτι  αυτό του mRNA που αναφέρεται  παραπάνω ; Να επισημάνετε και τον προσανατολισμό του τμήματος αυτού του πεπτιδίου .

β) Όταν αποδεσμεύεται  το tRNA που μεταφέρει  το  τέταρτο από το τέλος αμινοξύ  , το tRNA  που έρχεται  , πιο αμινοξύ κουβαλάει και ποιο είναι το αντικωδικόνιό του ;

γ) Στο πολύσωμα το τμήμα του mRNA που μεταφράζεται είναι 333 ριβονουκλεοτίδια . Ποιο είναι το μήκος του προϊόντος  που παράγεται από το πολύσωμα ;

δ) Στο κωδικόνιο της Κυστεΐνης (Cys) που περιέχεται  στο παραπάνω mRNA  γίνεται αντικατάσταση  της μιας U σε C . Τι πιθανές  επιπτώσεις θα έχει αυτό στη δομή και στη λειτουργικότητα της Ινσουλίνης ; Να λάβετε υπόψη σας ότι οι Κυστεΐνες περιέχουν Θείο (S) .

ε) Αν γνωρίζετε ότι το μήκος που καταλαμβάνει το ριβόσωμα στο mRNA είναι κατά 3 βάσεις μεγαλύτερο από το μήκος των αντικωδικονίων που μπορεί να δεχθεί και ότι η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών ριβοσωμάτων είναι 60 βάσεις να υπολογίσετε τον μέγιστο αριθμό των ριβοσωμάτων του πολυσώματος .

ΑΣΚΗΣΗ ΜΕ ΙΝΣΟΥΛΙΝΗ

Το γονίδιο που κωδικοποιεί την ινσουλίνη έχει μήκος 1350 ζεύγη αζωτούχων βάσεων και αποτελείται από 11 εσώνια και από εξώνια συνολικού μήκους 350 ζευγών βάσεων .Η προϊνσουλίνη , μια ενιαία πολυπεπτιδική αλυσίδα ,αποτελεί  το πρόδρομο μόριο της ινσουλίνης και περιλαμβάνει 3 χαρακτηριστικές περιοχές  :

H₂N- B-C-A –COOH .

Το πρώτο αμινοξύ της προϊνσουλίνης είναι η φαινυλαλανίνη (Phe) .Η ινσουλίνη προκύπτει από την προϊνσουλίνη με ενζυμικό κόψιμο του ενδιάμεσου τμήματος C , το οποίο  αποτελείται από 35 αμινοξέα .Το τμήμα Α αποτελείται από 21 αμινοξέα . Στο mRNA του πολυσώματος οι 5΄και 3΄αμετάφραστες περιοχές έχουν συνολικό μήκος 17 ριβονουκλεοτίδια .Μελετώντας τις παραπάνω πληροφορίες να απαντήσετε στις ερωτήσεις :

 Α. Ποιο είναι το μήκος του πρόδρομου mRNA και ποιο του ώριμου ;

Β. Αν στο γονίδιο της ινσουλίνης υπάρχουν 11 εσώνια , να υπολογίσετε τους φωσφοδιεστερικούς  δεσμούς που σπάνε , καθώς και τους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία της ωρίμανσης  .

 Γ. Από πόσα αμινοξέα αποτελείται η προϊνσουλίνη ; Γιατί στο αμινικό άκρο της προϊνσουλίνης υπάρχει το αμινοξύ  Phe ; Υπολογίστε το μήκος του αρχικού τμήματος Β .

Δ.  Ποιο είναι το μήκος του μορίου που παράγεται στα πολυσώματα ;

      Ε. Αν γίνει μετάλλαξη αντικατάστασης μιας βάσης στο τριακοστό κωδικόνιο πριν το κωδικόνιο λήξης,να βρείτε όλες τις πιθανές επιπτώσεις που θα έχει η μετάλλαξη αυτή  , στη δομή της προϊνσουλίνης και της ινσουλίνης , καθώς και στη λειτουργικότητα της ινσουλίνης .

ΑΣΚΗΣΗ ΜΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

Θέλουμε να παράγουμε μαζικά μια φαρμακευτική πρωτεΐνη με βιοτεχνολογικές μεθόδους .Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται βακτήρια . Δίνεται ότι το γονίδιο, που ελέγχει την ανθρώπινη πρωτεΐνη , έχει μήκος 10.000 ζεύγη αζωτούχων βάσεων και το 40% του μήκους του αποτελείται από εσώνια .Να βρεθούν :

α) Το μήκος της πολυπεπτιδικής αλυσίδας που παράγεται στο ανθρώπινο κύτταρο καθώς και το μήκος αυτής στο βακτήριο, αν λάβουμε υπόψη ότι το βακτήριο δεν έχει μηχανισμούς τροποποίησης της πρωτεΐνης.

β) Τα νερά που χρειάζονται για την πλήρη διάσπαση του βακτηριακού mRNA .

γ) Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί θα πρέπει να σπάσουν στον φορέα κλωνοποίησης και πόσους πρέπει να δημιουργήσει η DNA δεσμάση για να φτιαχτεί το ανασυνδιασμένο DNA ;

δ)  Το μήκος που θα είχε το mRNA αν βρισκόταν στους πυρηνικούς πόρους του πυρήνα ενός ανθρώπινου κυττάρου κατά τη στιγμή εξόδου του ;

ε) Ποια άλλη βιοτεχνολογική μέθοδο παραγωγής φαρμακευτικών πρωτεϊνών γνωρίζετε ; Να συγκρίνετε τις δύο μεθόδους .

Δίνεται ότι κόβονται 4 αμινοξέα από το αρχικό αμινικό άκρο και ότι οι περιοχές του mRNA που δεν μεταφράζονται σε αμινοξέα αποτελούν το 25% του mRNA .